一種光致變色粘膠纖維及其製備方法
2023-08-06 04:55:31
一種光致變色粘膠纖維及其製備方法
【專利摘要】一種光致變色粘膠纖維及其製備方法，屬於紡織【技術領域】，所述光致變色粘膠纖維由粘膠、光致變色微膠囊和纖維增強劑製成，其中，粘膠纖維中光致變色微膠囊含量為1～20wt%，纖維增強劑含量為0.1～10wt%。所述光致變色粘膠纖維的製備方法，包括以下步驟：1）將光致變色微膠囊和纖維增強劑溶於水中形成分散膠乳液；2）將分散膠乳液添加到紡絲前的到粘膠粘膠液中混合；3）酸浴紡絲成型，即得光致變色粘膠纖維產品。本發明組分簡單合理，製備方法簡單，得到的纖維整體變色均勻，強力可以達到或超過常規粘膠纖維，滿足面料製造的需求。
【專利說明】一種光致變色粘膠纖維及其製備方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬於紡織【技術領域】，特別涉及一種光致變色粘膠纖維及其製備方法。
【背景技術】
[0002] 人類發現光致變色現象已有一百多年的歷史。光致變色材料，是指受到光源激發 後能夠發生顏色變化的一類材料。光致變色指的是某些化合物在一定波長和強度的光作用 下分子結構會發生變化，從而導致其對光的吸收峰值即顏色的相應改變，且這種改變一般 是可逆的。
[0003] 光致變色材料具有變色靈敏、色澤鮮豔的特點，但易受溫度、光照、pH值和氧氣等 環境因素的影響，從而導致氧化劣變、耐疲勞性變差，而且部分光致變色材料對纖維沒有親 和力，影響了它在紡織品加工中的應用。將光致變色材料與織物結合，最早和最簡便的方法 是印花和染色技術。用這種技術開發的變色織物，光致變色材料很容易直接暴露在外界環 境中，導致變色性能失效，變色壽命很短。隨著微膠囊技術的快速發展，將光致變色材料制 成微膠囊，使其與酸、鹼、空氣及雜質等化學環境隔開，大大提高了光致變色材料的耐疲勞 性，延長了使用壽命。
[0004] 近年來，國內外在光致變色材料及其應用方面進行了很多研究，例如， CN201310746498. 1號專利就公開了一種在粘膠中直接添加微膠囊化光致變色粉製備光致 變色線的方法：在精製後的粘膠中按照重量比8%_20%的比例加入微膠囊化光致變色粉， 直接製備出可以光致變色的線，再使用該線製作光致變色的服裝配飾，使得產品種類花色 更為多樣，且工藝大大簡化。利用這種方案獲得的光致變色線其耐洗色牢度和抗滲水性等 得到了提高，但沒有考慮到微膠囊化光致變色粉添加到粘膠纖維後會造成光致變色線強力 降低的問題，不能保證粘膠纖維的可紡性。
[0005] 粘膠纖維屬於再生纖維素纖維，其吸溼性好、容易染色、抗靜電、質地細密柔軟、手 感光滑、透氣性好、穿著舒適，染色或印花後，色澤鮮豔，色牢度好，易於做內衣，外衣及各種 裝飾織物，也是製作線材的常用材料。因其自身的分子構造決定了它的幹態、溼態強力比較 低，如內部再添加一些填充料(光致變色微膠囊材料),纖維結構受損,從而造成纖維材料的 幹態、溼態強力更低，難以滿足面料製造及使用要求。
【發明內容】
[0006] 本發明的目的在於提供一種組分簡單、合理的光致變色粘膠纖維，同時還提供了 其相應的製備方法。
[0007] 為達到上述目的，本發明採用的技術方案為：一種光致變色粘膠纖維，由粘膠、光 致變色微膠囊和纖維增強劑製成。
[0008] 所述粘膠纖維中光致變色微膠囊含量為1?20wt%，纖維增強劑含量為0. 1? 10wt%〇
[0009] 所述光致變色微膠囊的平均粒徑< 2. 0um。
[0010] 所述纖維增強劑為水溶性纖維素衍生物、聚丙烯醯胺或聚羧酸酯。
[0011] 所述纖維素衍生物為纖維素酯或纖維素醚，所述聚羧酸酯為聚丙烯酸酯。
[0012] 所述纖維素酯選自纖維素乙酸酯和纖維素乙酸丁酸酯。
[0013] 所述纖維素醚選自甲基纖維素、羧甲基纖維素、羥乙基纖維素、氰乙基纖維素、羥 丙基纖維素和羥丙基甲基纖維素。
[0014] 所述聚丙烯酸酯選自聚丙烯酸甲酯、聚丙烯酸乙酯、聚2-甲基丙烯酸甲酯和聚 2-甲基丙烯酸乙酯。
[0015] 所述的光致變色粘膠纖維的製備方法，包括以下步驟：1)將光致變色微膠囊和纖 維增強劑溶於水中形成分散膠乳液；2)將分散膠乳液添加到粘膠液中混合；3)酸浴紡絲成 型，即得光致變色粘膠纖維產品。
[0016] 所述步驟1)中分散膠乳液的具體製備方法為：先將纖維增強劑溶於水中，再加入 光致變色微膠囊混合。
[0017] 本發明中採用光致變色微膠囊，可以很好地保護變色劑不與粘膠纖維製作過程中 的強鹼、強酸接觸，避免發生化學反應。
[0018] 由於粘膠纖維的強度較低，加入光致變色微膠囊後其強度會更低，本發明加入纖 維增強劑就是為了有效克服這一缺陷，提高粘膠纖維的強度，使製得的產品一光致變色 粘膠纖維能夠滿足紡絲的要求。增強的機理為：粘膠纖維是由D-吡喃型葡萄糖基彼此以 1，4-3苷鍵連接而成的一種均一的高分子，纖維素分子除兩個端基外，每個葡萄糖基都有 三個羥基，纖維素增強劑可以參與纖維素的氫鍵結合，增補纖維素分子之間自然形成的氫 鍵數目，這是纖維素纖維系統的一種"化學水合作用"，由化學水合作用可以有效增加纖維 的內應力。
[0019] 在光致變色微膠囊添加到紡絲粘膠的過程中，將纖維增強劑作為光致變色微膠囊 在紡絲液中的懸浮分散劑相伴添加進粘膠中，經過混合、紡絲後，成型的纖維由粘膠纖維素 /光致變色微膠囊/纖維增強劑三元複合材料組成，該纖維整體變色均勻，強力可以達到或 超過常規粘膠纖維，滿足面料製造的需求。
[0020] 光致變色膠囊可有效消除反應環境對光致變色材料的不良影響，是指將光致變色 材料包覆在囊壁透明的微膠囊內部，製備在紫外和日光下具有光致變色特性的變色微膠 囊。
[0021] 本發明的有益效果為： 1、本發明的光致變色粘膠纖維不但有光致變色靈敏效果，而且產品手感柔軟滑爽，夕卜 觀亮麗可親，具有非常好的服用特性及良好的光致變色性能，是製作時尚窗簾、舞臺幕布、 藝術服裝、防偽商標圖案、戶外迷你變色豔裝等產品的理想材料。由於該纖維光變效果靈 敏，製作的服裝具有變色龍隱身功效，也可以作為部隊野戰防護裝面料。
[0022] 2、成型的纖維由粘膠纖維素、光致變色微膠囊、纖維增強劑三元複合材料組成，該 纖維整體變色均勻，強力可以達到或超過常規粘膠纖維，完全能夠滿足面料的製造及使用 需求。此外，由於該類變色纖維不需再經後染整工序，可以直接製造成不同用途的面料，所 以也不需考慮染色過程中面料色澤均勻性的問題。
[0023] 3、本發明通過在粘膠纖維中添加纖維增強劑，可有效改善纖維材料幹態、溼態強 力低的缺點，增強了粘膠纖維的穩定性，保證了纖維的可紡性，達到面料所需的要求。
[0024] 4、本發明的製備方法簡單，可操作性強，便於大規模工業化生產。
【具體實施方式】
[0025] 下面結合具體實施例對本發明做進一步說明。
[0026] 實施例1 一種光致變色粘膠纖維，由粘膠、光致變色微膠囊和纖維增強劑(纖維素乙酸酯）製成， 其中，纖維中光致變色微膠囊含量為lwt%，平均粒徑為1. 2ym，纖維增強劑含量為0.lwt %〇
[0027] 其製備方法為： 1) 先將纖維增強劑溶於水中，再與光致變色微膠囊混合，形成分散膠乳液； 2) 將分散膠乳液勻速添加到粘膠液中進行混合均勻； 3) 酸浴紡絲成型，即得光致變色粘膠纖維產品。
[0028] 實施例2 一種光致變色粘膠纖維，由粘膠、光致變色微膠囊和纖維增強劑(纖維素乙酸丁酸酯） 製成，其中，纖維中光致變色微膠囊含量為4wt%，平均粒徑為1. 2pm，纖維增強劑含量為1 Wt%〇
[0029] 其製備方法同實施例1。
[0030] 實施例3 一種光致變色粘膠纖維，由粘膠、光致變色微膠囊和纖維增強劑（甲基纖維素）製成，其 中，纖維中光致變色微膠囊含量為6wt%，平均粒徑為1. 2pm，纖維增強劑含量為4wt%。
[0031] 其製備方法同實施例1。
[0032] 實施例4 一種光致變色粘膠纖維，由粘膠、光致變色微膠囊和纖維增強劑(羧甲基纖維素）製成， 其中，纖維中光致變色微膠囊含量為8wt%，平均粒徑為1. 2ym，纖維增強劑含量為lwt%。
[0033] 其製備方法同實施例1。
[0034] 實施例5 一種光致變色粘膠纖維，由粘膠、光致變色微膠囊和纖維增強劑(羥乙基纖維素）製成， 其中，纖維中光致變色微膠囊含量為l〇wt%，平均粒徑為1. 2ym，纖維增強劑含量為5wt%。
[0035] 其製備方法同實施例1。
[0036] 實施例6 一種光致變色粘膠纖維，由粘膠、光致變色微膠囊和纖維增強劑(氰乙基纖維素）製成， 其中，纖維中光致變色微膠囊含量為15wt%，平均粒徑為1. 2ym，纖維增強劑含量為8wt%。
[0037] 其製備方法同實施例1。
[0038] 實施例7 一種光致變色粘膠纖維，由粘膠、光致變色微膠囊和纖維增強劑(羥丙基纖維素）製成， 其中，纖維中光致變色微膠囊含量為5wt%，平均粒徑為1.6ym，纖維增強劑含量為2wt%。
[0039] 其製備方法同實施例1。
[0040] 實施例8 一種光致變色粘膠纖維，由粘膠、光致變色微膠囊和纖維增強劑(羥丙基甲基纖維素） 製成，其中，纖維中光致變色微膠囊含量為16wt%，平均粒徑為l.eym，纖維增強劑含量為 8wt%〇
[0041] 其製備方法同實施例1。
[0042] 實施例9 一種光致變色粘膠纖維，由粘膠、光致變色微膠囊和纖維增強劑(聚丙烯酸甲酯）製成， 其中，纖維中光致變色微膠囊含量為10wt%，平均粒徑為1.6ym，纖維增強劑含量為5wt%。 [0043] 其製備方法同實施例1。
[0044] 實施例10 一種光致變色粘膠纖維，由粘膠、光致變色微膠囊和纖維增強劑(聚丙烯酸甲酯）製成， 其中，纖維中光致變色微膠囊含量為12wt%，平均粒徑為1.6ym，纖維增強劑含量為7wt%。
[0045] 其製備方法同實施例1。
[0046] 實施例11 一種光致變色粘膠纖維，由粘膠、光致變色微膠囊和纖維增強劑(聚丙烯酸乙酯）製成， 其中，纖維中光致變色微膠囊含量為5wt%，平均粒徑為1.6ym，纖維增強劑含量為7wt%。
[0047] 其製備方法同實施例1。
[0048] 實施例12 一種光致變色粘膠纖維，由粘膠、光致變色微膠囊和纖維增強劑(聚2-甲基丙烯酸甲 酯）製成，其中，纖維中光致變色微膠囊含量為15wt%，平均粒徑為0. 8ym，纖維增強劑含量 為 10wt%。
[0049] 其製備方法同實施例1。
[0050] 實施例13 一種光致變色粘膠纖維，由粘膠、光致變色微膠囊和纖維增強劑(聚2-甲基丙烯酸乙 酯）製成，其中，纖維中光致變色微膠囊含量為20%，平均粒徑為1.Oym，纖維增強劑含量為 8%〇
[0051] 其製備方法同實施例1。
[0052] 實施例14 一種光致變色粘膠纖維，由粘膠、光致變色微膠囊和纖維增強劑(聚丙烯醯胺）製成，其 中，纖維中光致變色微膠囊含量為l〇wt%，平均粒徑為1. 2pm，纖維增強劑含量為8wt%。
[0053] 其製備方法同實施例1。
[0054] 實施例1-14中光致變色微膠囊的可通過以下方法製得：即以蜜胺樹脂為壁材、光 致變色材料為芯材，採用原位聚合法製備而成。光致變色材料的加入量可根據需要進行添 力口，本發明各實施例中，光致變色材料的加入量為5_15wt%，膠囊平均粒徑控制為< 2iim。
[0055] 實施例15對比試驗： 採用實施例1的製備方法分別製備未添加光致變色微膠囊和纖維增強劑的正常粘膠 纖維、添加10wt%光致變色微膠囊(平均粒徑為1. 2nm)的粘膠纖維以及添加10wt%光致變 色微膠囊(平均粒徑為1. 2nm)和5wt%纖維增強劑的粘膠纖維，標記為樣品1、樣品2和樣品 3〇
[0056] 對得到的樣品1-3進行幹、溼斷裂強度測試，結果見表1所示。
[0057] 從表1可以看出，製備粘膠纖維時，若只添加光致變色微膠囊就進行酸浴紡絲時， 得到的纖維即樣品2與未添加前得到的纖維即樣品1相比，幹、溼斷裂強度均有所降低；同 時加入纖維增強劑後，所得產品（即樣品3)的強度顯著提高，這樣便保證了粘膠液的可紡 性。
[0058] 表1 :粘膠纖維斷裂強度比較
【權利要求】
1. 一種光致變色粘膠纖維，其特徵在於，由粘膠、光致變色微膠囊和纖維增強劑製成。
2. 如權利要求1所述的光致變色粘膠纖維，其特徵在於，所述變色粘膠纖維中光致變 色微膠囊含量為1?20wt%，纖維增強劑含量為0. 1?10wt%。
3. 如權利要求2所述的光致變色粘膠纖維，其特徵在於，所述光致變色微膠囊的平均 粒徑彡2. 0 ii m。
4. 如權利要求1或2或3所述的光致變色粘膠纖維，其特徵在於，所述纖維增強劑為水 溶性纖維素衍生物、聚丙烯醯胺或聚羧酸酯。
5. 如權利要求4所述的光致變色粘膠纖維，其特徵在於，所述纖維素衍生物為纖維素 酯或纖維素醚，所述聚羧酸酯為聚丙烯酸酯。
6. 如權利要求5所述的光致變色粘膠纖維，其特徵在於，所述纖維素酯選自纖維素乙 酸酯和纖維素乙酸丁酸酯。
7. 如權利要求5所述的光致變色粘膠纖維，其特徵在於，所述纖維素醚選自甲基纖維 素、羧甲基纖維素、羥乙基纖維素、氰乙基纖維素、羥丙基纖維素和羥丙基甲基纖維素。
8. 如權利要求5所述的光致變色粘膠纖維，其特徵在於，所述聚丙烯酸酯選自聚丙烯 酸甲酯、聚丙烯酸乙酯、聚2-甲基丙烯酸甲酯和聚2-甲基丙烯酸乙酯。
9. 權利要求1或2或3或5或6或7或8所述的光致變色粘膠纖維的製備方法，其特 徵在於，包括以下步驟：1)將光致變色微膠囊和纖維增強劑溶於水中形成分散膠乳液；2) 將分散膠乳液添加到粘膠液中混合；3)酸浴紡絲成型，即得光致變色粘膠纖維產品。
10. 如權利要求9所述的光致變色粘膠纖維的製備方法，其特徵在於，所述步驟1)中分 散膠乳液的具體製備方法為：先將纖維增強劑溶於水中，再加入光致變色微膠囊混合。
【文檔編號】D01F2/08GK104357936SQ201410679297
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年11月24日 優先權日:2014年8月12日
【發明者】謝躍亭, 邵長金, 曹俊友, 邢善靜, 楊豐軍 申請人:新鄉化纖股份有限公司